(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極と該陽極と該陰極に挟持された有機化合物層とを少なくとも有する発光部が、副走査方向に複数配置される発光部群を、主走査方向に複数有する、電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイであって、
前記発光部群の発光部はそれぞれ独立にＯＮ／ＯＦＦ可能であり、
前記発光部群の発光部の前記陽極は共通しており、該陽極の前記主走査方向の幅は前記発光部群の発光部において同じであり、
前記発光部群の発光部の前記陰極はそれぞれ副走査方向の幅が異なっていることで、前記発光部群の発光部は互いに発光面積が異なることを特徴とする光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。
【請求項２】
前記発光部群の発光部のうち前記発光面積が最も小さい発光部の前記主走査方向の幅は、前記副走査方向の幅より広いことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。
【請求項３】
一の発光部群の発光部が有する前記有機化合物層は共通しており、該一の発光部群の発光部が有する有機化合物層と他の発光部群の発光部が有する有機化合物層とは共通していることを特徴とする請求項１または２に記載の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッドとして構成される有機発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の構成例を示す概略図である。図６において、１１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、１２は帯電装置、１３は現像装置、１４は転写装置、１５は定着装置、１６はクリーニング装置である。
【０００３】
この種の画像形成装置では、帯電装置１２により、回転ドラム型の電子写真感光体１１上を一様に帯電する。この回転感光体１１の帯電面に対して出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して露光Ｌがなされ、回転感光体１１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像は、絶縁トナーを用いた現像装置１３によりトナー像として現像される。
【０００４】
一方、不図示の給紙部から記録材としての転写材Ｐが供給されて、回転感光体１１と、これに所定の押圧力で当接させた接触転写手段との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングにて導入され、所定の転写バイアス電圧を印加して転写を行う。
【０００５】
トナー画像の転写をうけた転写材Ｐは、感光体１１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置１５へ導入されてトナー画像の定着をうけ、画像形成物（プリント）として装置外へ排出される。
【０００６】
また、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光体面は、クリーニング装置１６により残留トナー等の付着汚染物の除去をうけて清掃され繰り返して作像に供される。
【０００７】
ここで、感光体上に潜像を書き込むための露光方式としては、レーザビーム方式や発光ダイオードアレイ（以下、「ＬＥＤアレイ」）方式などが中心となっている。
【０００８】
レーザビーム方式の場合には、ポリゴンミラーやレンズ等の光学部品が必要となり装置の小型化が難しく、また超高速化も難しいという問題がある。
【０００９】
また、ＬＥＤアレイ方式の場合には、基板が高価であり、一枚の基板でアレイを造れないため、切り出したチップを並べる必要がある。そのときにチップ間の段差、間隔が問題となる。
【００１０】
一方、有機ＬＥＤアレイは、ガラス基板などの安価な基板上に作製でき、また一枚の基板でアレイを造れるため、上記レーザビーム方式およびＬＥＤ方式で発生するような問題が生じない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＬＥＤアレイを用いた画像形成装置で階調を表現しようとした場合、一画素に対して一発光部で対応するためには、各発光部の光量を調整する必要があった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現を容易に行いうる光ヘッド用の有機ＬＥＤアレイを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明の光ヘッド用有機ＬＥＤアレイは、絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極と該陽極と該陰極に挟持された有機化合物層とを少なくとも有する発光部が、副走査方向に複数配置される発光部群を、主走査方向に複数有する、電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイであって、
前記発光部群の発光部はそれぞれ独立にＯＮ／ＯＦＦ可能であり、
前記発光部群の発光部の前記陽極は共通しており、該陽極の前記主走査方向の幅は前記発光部群の発光部において同じであり、
前記発光部群の発光部の前記陰極はそれぞれ副走査方向の幅が異なっていることで、前記発光部群の発光部は互いに発光面積が異なるものである。
【００１４】
上記の有機ＬＥＤアレイにおいて、前記発光部群の発光部のうち前記発光面積が最も小さい発光部の前記主走査方向の幅は、前記副走査方向の幅より広いことが好ましい。
【００１５】
また、一の発光部群の発光部が有する前記有機化合物層は共通しており、該一の発光部群の発光部が有する有機化合物層と他の発光部群の発光部が有する有機化合物層とは共通していることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施の形態に限られない。
【００１７】
本発明の有機ＬＥＤアレイは、絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極とに挟持された有機化合物層を有している。有機化合物層は、例えば正孔輸送層、発光層、電子輸送層から成り、電子輸送層は発光層を兼ねていてもよい。
【００１８】
陽極と陰極とに挟持された部分の有機化合物層における発光層が発光部となるが、本実施形態では副走査方向に沿ってＯＮ／ＯＦＦ可能な複数の発光部が配置され、これら複数の発光部のうち、少なくとも一の発光部の発光面積が他の発光部の発光面積と異なるように構成されている。ここで、主走査方向とは光ヘッドによって露光される感光材料の移動方向と垂直方向をいい、副走査方向とは感光材料の移動方向をいう。このように副走査方向に沿って配置された発光面積の異なる複数の発光部をそれぞれＯＮ／ＯＦＦして露光することにより、様々な階調表現が可能となる。
【００１９】
これら複数の発光部のうち少なくとも一の発光部は、電子輸送層が発光層を兼ねていることが好ましい。
【００２０】
正孔輸送層としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４−４’−ジアミン（以下、「ＴＰＤ」という。）の他に、例えば下記化学式で表される有機材料を用いることができる。また、有機材料だけではなく、無機材料を用いてもよい。用いられる無機材料としては、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣなどが挙げられる。
【００２１】
【化１】
0004541535.tif 000002
【００２２】
【化２】
0004541535.tif 000003
【００２３】
電子輸送層としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、「Ａｌｑ3」という。）の他に、例えば下記化学式で表される材料を用いることができる。
【００２４】
【化３】
0004541535.tif 000004
【００２５】
【化４】
0004541535.tif 000005
【００２６】
高分子系の発光材料としては、例えば下記化学式で表される材料などを用いることができる。
【００２７】
【化５】
0004541535.tif 000006
【００２８】
さらに、例えば下記化学式で表されるようなドーパント色素を電子輸送層、あるいは正孔輸送層にドーピングすることもできる。
【００２９】
【化６】
0004541535.tif 000007
【００３０】
また、陽極と陰極とに挟持された部分の有機化合物層における発光層が発光部となるので、複数の発光部における陽極または陰極のうち少なくとも一方の電極幅を異なるように構成しても、様々な階調表現を行うことができる。
【００３１】
有機ＬＥＤの陽極材料としては、仕事関数の大きなものが望ましく、例えばＩＴＯ、酸化錫、金、白金、パラジウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅などを用いることができる。
【００３２】
陰極材料としては、仕事関数の小さなものが望ましく、例えばＭｇ／Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｉｎ、あるいはこれらの合金等を用いることができる。
【００３３】
有機ＬＥＤの発光波長は、感光体の感度が高い波長を選択することが望ましい。
【００３４】
このように副走査方向に沿ってＯＮ／ＯＦＦ可能な複数の発光部を配置するとともに、発光部の発光面積や電極幅の異ならせて積層することにより、各発光部をＯＮ／ＯＦＦするのみで様々な階調表現が可能となる。したがって、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現の可能な有機ＬＥＤアレイを実現することができるものである。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【００３６】
〔実施例１〕
本実施例は、副走査方向に２つの発光部の陰極幅が違うことを特徴とする。
【００３７】
図１は実施例１の有機ＬＥＤアレイを示す斜視図、図２（ａ）は実施例１の有機ＬＥＤアレイを示す平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ’線断面図である。図示するように、ガラス基板１上には透明電極３、有機化合物層２（正孔輸送層４、発光層を兼ねた電子輸送層５）、そして陰極６が積層されている。ここで、１つの透明電極３に対して幅の異なる独立した２つの陰極６が設けられている。なお、図１及び図２において、Ｘは主走査方向、Ｙは副走査方向を示している。
【００３８】
以下に、実施例１の有機ＬＥＤアレイの作成方法について説明する。
【００３９】
まず、ガラス基板１上に陽極３としてＩＴＯを形成する。すなわち、ガラス基板１上にライン幅５０μｍ、ピッチ８０μｍの金属マスクを被せて、ＩＴＯをスパッタ法により１００ｎｍ形成する。なお、ＩＴＯのパターニングは、フォトリソグラフィ法を用いて行ってもよい。
【００４０】
次に、正孔輸送層４として、前述したＴＰＤ、すなわちＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４−４’−ジアミンを真空蒸着法により５０ｎｍ蒸着する。
【００４１】
発光層を兼ねた電子輸送層５として、前述したＡｌｑ3、すなわちトリス（８−キノリノール）アルミニウムを５０ｎｍ積層する。
【００４２】
なお、蒸着時の真空度は約２．７〜４．０×１０-4Ｐａ（２〜３×１０-6Ｔｏｒｒ）であり、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓとした。
【００４３】
最後に、ライン幅４０μｍ、８０μｍの陰極６をＭｇとＡｇを１０：１の蒸着速度比で共蒸着し、Ｍｇ／Ａｇが１０／１の合金を２００ｎｍ形成する。このとき、成膜速度は１ｎｍ／ｓとした。
【００４４】
このようにして得られた有機ＬＥＤアレイに駆動用ドライバを接続することで、電子写真用の光源として用いることができる。すなわち、ＩＴＯ電極をプラス、Ｍｇ／Ａｇ電極をマイナスにして直流電圧を印加すると、ＩＴＯ電極とＭｇ／Ａｇ電極が交差している部分から発光が得られる。
【００４５】
本実施例の有機ＬＥＤアレイは副走査方向に２つの発光面積の異なる発光部を有しているため、一画素に対してこれら２つの発光部をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることで、４階調の表現が可能となる。
【００４６】
本実施例では副走査方向に２つの発光部を設けたが、さらに多くの発光部を設けることで様々な階調表現が可能となる。このように、副走査方向に複数の発光部を設け、それぞれの発光面積を変えることにより、各発光部のＯＮ／ＯＦＦのみで階調表現の可能な有機ＬＥＤアレイを提供することが可能となった。
【００４７】
〔実施例２（参考例）〕
本実施例は、副走査方向に設けられた２つの発光部の透明電極の幅が異なることを特徴とする。
【００４８】
図３は、実施例２の有機ＬＥＤアレイを示す平面図である。図示するように、ガラス基板上には透明電極３、正孔輸送層４、有機化合物層２（正孔輸送層と、発光層を兼ねた電子輸送層で構成されている）、そして陰極６が積層されている。なお、図３において、Ｘは主走査方向、Ｙは副走査方向を示している。
【００４９】
以下に、実施例２の有機ＬＥＤアレイの作成方法について説明する。
【００５０】
まず、ガラス基板上に透明電極３としてＩＴＯを作成する。１本のＩＴＯは、図３のように２つの電極幅の異なる部分を有している。ＩＴＯの異なる幅の形状は、これに限るものではなく、例えば図４（ａ）（ｂ）のように異なる発光部を形成できれば、どのような形状であってもよい。
【００５１】
本実施例においては、ライン幅２５μｍ、５０μｍの２種類のＩＴＯからなる透明電極３があり、これらのピッチが８０μｍになるように、金属マスクを被せてＩＴＯをスパッタ法により１００ｎｍ形成する。
【００５２】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ蒸着する。続いて、発光層を兼ねた電子輸送層としてＡｌｑ3を５０ｎｍ積層する。
【００５３】
実施例１と同様に、蒸着時の真空度は約２．７〜４．０×１０-4Ｐａ（２〜３×１０-6Ｔｏｒｒ）であり、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓとした。
【００５４】
最後に、透明電極３の幅の異なる部分にそれぞれ１本ずつライン幅４０μｍの陰極６が形成できるように金属マスクを被せ、陰極６としてＭｇとＡｇを１０：１の蒸着速度比で共蒸着し、Ｍｇ／Ａｇが１０／１の合金を２００ｎｍ形成する。このとき、成膜速度は１ｎｍ／ｓとした。
【００５５】
このようにして得られた有機ＬＥＤアレイを実施例１と同様に駆動用ドライバを接続して用いたところ、一画素に対してこの２つの発光部をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることによって４階調の表現が可能であった。
【００５６】
〔実施例３（参考例）〕
本実施例は、副走査方向に設けられた２つの発光部における陽極の幅及び陰極の幅がともに異なることを特徴とする。
【００５７】
図５は、実施例３の有機ＬＥＤアレイを示す平面図である。なお、図５において、Ｘは主走査方向、Ｙは副走査方向を示している。
【００５８】
図示するように、透明電極３は実施例２と同様に副走査方向に２５μｍ、５０μｍの２つの幅のＩＴＯを形成し、その上に正孔輸送層としてＴＰＤを５０ｎｍ、発光層を兼ねた電子輸送層としてＡｌｑ3を５０ｎｍ蒸着する。
【００５９】
最後に、透明電極３の幅の異なる部分にそれぞれ１本ずつライン幅の異なる陰極６が形成できるように金属マスクを被せ、陰極６としてＭｇとＡｇを１０：１の蒸着速度比で共蒸着し、Ｍｇ／Ａｇが１０／１の合金を２００ｎｍ形成する。このとき、成膜速度は１ｎｍ／ｓとした。本実施例においては、透明電極３の幅が２５μｍの部分に４０μｍ幅の陰極６を、透明電極３の幅が５０μｍの部分に８０μｍ幅の陰極６を形成した。
【００６０】
透明電極３及び金属電極（陰極）６の幅および形状は、これに限るものではなく、所望の階調表現が可能となるように自由に選択できる。
【００６１】
このようにして得られた有機ＬＥＤアレイを実施例１と同様に駆動用ドライバを接続して用いたところ、一画素に対してこの２つの発光部をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることによって階調表現が可能であった。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、副走査方向に沿ってＯＮ／ＯＦＦ可能な複数の発光部を配置し、これら複数の発光部のうち、少なくとも一の発光部の発光面積を他の発光部の発光面積と異ならせることにより、様々な階調表現が可能となる。さらに、陽極または陰極の電極幅を異ならせて積層することにより、階調表現の可能性をより拡大することができる。したがって、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現を容易に行いうる光ヘッド用の有機ＬＥＤアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の有機ＬＥＤアレイを示す斜視図である。
【図２】（ａ）は実施例１の有機ＬＥＤアレイを示す平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。
【図３】実施例２の有機ＬＥＤアレイを示す平面図である。
【図４】実施例２において、金属電極の幅の異なる変形例を示す平面図である。
【図５】実施例３の有機ＬＥＤアレイを示す平面図である。
【図６】従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  有機化合物層
３  透明電極（陽極）
４  正孔輸送層
５  発光層を兼ねる電子輸送層
６  金属電極（陰極）
【図１】
0004541535.tif 000008
【図２】
0004541535.tif 000009
【図３】
0004541535.tif 000010
【図４】
0004541535.tif 000011
【図５】
0004541535.tif 000012
【図６】
0004541535.tif 000013